mardi , 23 mai 2017

LHC : Une nouvelle particule ou simple erreur statistique ?

Les données du Grand Collisionneur de Hadron montrent des fluctuations sur l’interaction de certaines particules. Une nouvelle particule à l’horizon ?


LHC : Une nouvelle particule ou simple erreur statistique ?
Certaines mesures de la désintégration de particules soulèvent de l’excitation parmi les physiciens. L’année dernière, on a eu beaucoup de battage médiatique pour une nouvelle particule, mais la bosse a totalement disparu avec des données supplémentaires. Désormais, une nouvelle mesure de désintégration au Grand Collisionneur de Hadron semble remettre le couvercle avec des physiciens théoriciens qui proposent de nouvelles particules pour ces fluctuations.1

Si on prend séparément ces fluctuations, alors le niveau du signal n’est pas supérieur à une fluctuation statistique et cela signifie qu’elles vont disparaitre avec plus de données. Mais comme on a plusieurs fluctuations indépendantes, cela pourrait pointer vers quelque chose.

Toutes les mesures impliquent une classe de particule connue comme le Méson B qu’on peut produire quand des protons interagissent au LHC. Quand un Méson B se désintègre, il peut produire un type de particule appelé Kaon qui est accompagné soit d’un électron, soit d’un positron (la version en antimatière d’un électron) ou un muon et un antimuon.

Selon les théories de la physique, les muons et les électrons doivent se comporter de manière identique indépendamment de leurs masses. Cela signifie que lorsqu’on désintègre le Méson B, on doit avoir des probabilités équivalentes pour produire les 2 types de particules. Mais dans les nouveaux résultats, les scientifiques ont trouvé seulement 7 désintégrations avec les muons pour 10 avec les électrons. Il existe plusieurs variantes du Méson B. chacun est composé d’un Quark, une particule fondamentale et d’un antiquark. L’une des 2 particules est connu comme un « Bottom » Quark ou antiquark d’où l’origine du nom de Méson B.

De précédentes mesures sur une autre variante de la désintégration du Méson B avaient également trouvé une pénurie de muons. De plus, les mesures des angles dans lesquelles les particules sont émises concernant certains types de Méson B semblent étranges. Cela suggère qu’il y a quelque chose d’anormal qui se passe dans ces désintégrations.

Si de nouvelles données confirment que les Mésons B se comportent de manière bizarre, alors une hypothèse serait qu’une nouvelle particule interagit différemment avec les muons par rapport aux électrons. Et cette nouvelle particule pourrait être un leptoquark, une particule qui agit comme un pont entre les quarks et les leptons. Ces derniers sont la classe des particules qui incluent les électrons et les muons. Mais il se pourrait aussi que la fluctuation soit une particule plus lourde et électriquement neutre qu’on connait comme le Boson Z Prime.

Et c’est ce Bozon Z Prime qui excite tellement les physiciens, car c’est l’une des particules qui est prédite par les principales théories de grande unification, notamment la théorie des cordes. Mais d’autres physiciens sont plus prudents en estimant que ces résultats sont similaires à ceux de l’année dernière et que les fluctuations vont disparaitre avec de nouvelles données.

Sources

1.
Search for new physics with $b \to s \ell^+ \ell^-$ decays at LHCb (18 April 2017). Indico. https://indico.cern.ch/event/580620/. Accessed April 21, 2017.
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A propos de Jacqueline Charpentier

mm
Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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